Xe điện chỉ cần sạc 12 phút là đạt 80% pin, chạy 1500km mới cần sạc thêm

Đột phá từ nghiên cứu pin lithium-S

Thời gian sạc lâu vẫn là một trong những thách thức lớn nhất của người sở hữu xe điện. Ngay cả với trạm sạc nhanh, việc sạc đến 80% pin thường mất từ 15 đến 60 phút. Tuy nhiên, nghiên cứu mới của Đại học Kiel (Đức) hợp tác cùng các nhà khoa học từ Ấn Độ và Đài Loan cho thấy pin lithium-S có thể rút ngắn thời gian sạc xuống chỉ còn 12 phút, mở ra viễn cảnh sạc xe nhanh hơn cả việc dừng mua đồ ăn nhẹ.

Mục tiêu của nhóm nghiên cứu là thay thế các kim loại nặng, đắt tiền như coban và niken trong pin lithium-ion bằng lưu huỳnh (nguyên liệu nhẹ, an toàn và dồi dào hơn). Pin mới sử dụng cực âm lưu huỳnh kết hợp với cực dương lithium kim loại. Kết quả phân tích công bố trên tạp chí Advanced Energy Materials cho thấy thời gian sạc dưới 30 phút, thậm chí dưới 15 phút, hoàn toàn khả thi và còn giúp tăng dung lượng pin.

Tuy vậy, công nghệ này đối mặt nhiều thách thức. Lưu huỳnh có khả năng dẫn điện kém, nên các nhà khoa học phải kết hợp với graphene, ống nano carbon để cải thiện dẫn điện, đồng thời dùng oxit kim loại làm phụ gia nhằm ngăn phản ứng không mong muốn và kéo dài tuổi thọ pin. Họ cũng tìm cách khắc phục “hiệu ứng con thoi” – hiện tượng gây thất thoát năng lượng, bằng bộ tách pin mới và chất điện phân đặc hơn.

Một vấn đề khác là dendrite có cấu trúc hình kim có thể gây đoản mạch hoặc cháy nổ. Giải pháp được thử nghiệm gồm lớp phủ bảo vệ và cực dương in 3D để hạn chế hình thành dendrite. Các nguyên mẫu ban đầu đạt mật độ năng lượng 2 miliampe giờ/cm², song nhóm nghiên cứu nhấn mạnh vẫn cần tối ưu thêm trước khi thương mại hóa.

Công nghệ pin mới từ CATL: Cuộc chơi trong ngành xe điện

Song song với các nghiên cứu hàn lâm, các hãng sản xuất pin cũng đang tăng tốc đổi mới. Tại sự kiện Tech Day ở Thượng Hải, hãng pin hàng đầu thế giới CATL giới thiệu ba công nghệ có thể định hình tương lai xe điện và xe hybrid.

Nổi bật nhất là pin Freevoy Dual Power với thiết kế lõi kép cho phép xe điện chạy tới 1.500 km chỉ với một lần sạc. Cấu trúc pin chia thành hai vùng năng lượng độc lập, mỗi vùng dùng vật liệu khác nhau để tối ưu hiệu suất, kèm hệ thống quản lý nhiệt tiên tiến đảm bảo an toàn tương tự động cơ kép máy bay.

Tiếp theo là pin sạc siêu nhanh Shenxing thế hệ thứ hai, cho phép xe chạy thêm 520 km chỉ sau 5 phút sạc. Pin này có phạm vi tối đa 800 km, tốc độ sạc gần 12C (công suất hơn 1,3 MW), và vẫn sạc từ 5% lên 80% trong 15 phút ở -10°C.

Cuối cùng, pin natri-ion dự kiến sản xuất hàng loạt từ tháng 12 năm nay, đạt mật độ năng lượng 175 Wh/kg, cho phép xe thuần điện đi hơn 500 km, xe hybrid chạy điện hoàn toàn trên 200 km. Ưu điểm nổi bật là duy trì hiệu suất tốt ở nhiệt độ -30°C đến -40°C, khắc phục điểm yếu của pin lithium-ion truyền thống.

Những công nghệ này không chỉ rút ngắn thời gian sạc, tăng phạm vi di chuyển mà còn mở ra hướng giải quyết các vấn đề về chi phí, an toàn và môi trường. Với tốc độ đổi mới hiện tại, tương lai của xe điện có thể bước sang giai đoạn “siêu tốc” cả về hiệu năng lẫn khả năng phổ cập.

Phú Quý